燃煤电厂码头皮带机与管带机比选研究

胡 凯 叶燚玺 唐宏伟

1 中交第二航务工程勘察设计院有限公司2 中国港湾工程有限责任公司

1 引言

从电厂卸煤码头到煤炭储存堆场的水平运输设备常采用槽型皮带机或管带机，针对项目的特点，选择合适、高效、便于维护的水平运输设备对于保证电厂正常运行极为重要。由于水平运输设备的设计也影响着码头、引桥等结构的工程量，因此在设计过程中，需要根据项目工程的造价、维护难易程度、当地技术工人水平等因素对设备选型充分论证，制定合理的电厂水运来煤的水平运输方案。

本文以巴基斯坦某燃煤电厂码头煤炭进口水平运输设备的对比选择为案例，对选择过程中需要考虑的因素和分析方法展开研究。

2 工程概况

为满足巴基斯坦国家用电需求增长的需要，优化电源结构，由中国电力国际有限公司(CPIH)和巴基斯坦HUBCO公司(HUBCO)合资成立中电胡布发电公司(CPHGC)，在巴基斯坦Baluchistan省HUB河河口附近开发一座2×660 MW燃煤发电站，即巴基斯坦中电胡布燃煤电厂。本项目是“一带一路”及“中巴经济走廊”框架下优先实施和积极推进的重要能源项目[1]。电厂配套新建一座专用煤炭进口码头，设计船型为10 000 t驳船，受当地季风性气候的影响，码头年可作业天数仅约220 d，码头年煤炭进口需求量为440万t。

3 码头工程平面布置

综合考虑货种、运量、船型等因素，本工程建设2个10 000 t驳船煤炭进口泊位。根据项目位置的水文和地理条件，码头布置呈“一”字形，装卸作业平台通过引桥(堤)与后方陆域连接，其中2个装卸泊位的作业平台总长约265 m，引桥(堤)总长约995 m，引桥根部距离陆域转运站约165 m，码头南部布置一座“L”形防波堤对装卸泊位进行掩护，防波堤总长度约727 m(见图1)。

图1 码头平面布置图

泊位前方卸船设备采用桥式抓斗卸船机，每个泊位配置2台，2个泊位共配置4台，每台桥式抓斗卸船机的额定效率为1 000 t/h。每个泊位配置1路水平运输设备(皮带机)，即每路运输设备承接2台桥式抓斗卸船机的来煤，再将水运来煤运输至陆域转运站，转运分流至指定堆场。水平运输距离从码头端部到陆域转运站约1.4 km。

图2 码头皮带机布置断面图

对于需要连续运输的大宗散货，国内外常用的水平运输设备主要有槽型皮带机和管状带式输送机(以下简称管带机)[2]。槽型皮带机和管带机都由头部滚筒、尾部滚筒、改向滚筒、驱动和张紧装置、托辊组、中间架和胶带等部分组成。槽型皮带机由槽型托辊组支撑运输物料的胶带，胶带在运输的过程中呈槽型，由驱动装置带动实现物料的运输。管带机由环状排列的托辊将胶带闭合为管状，物料装载在管状胶带内，由驱动装置带动胶带实现物料的运输[3]。

对于散料的水平运输，槽型皮带机具有物料粒径适应性好、结构简单、维修方便、部件标准化、可靠性高等特点。管带机具有布置灵活、适合复杂地形、结构紧凑等特点。相比槽型皮带机，管带机具有所需承载结构紧凑等优势，也存在着采购成本高、检修难度大等劣势[4-7]。

本项目水平运输方案将影响装卸作业平台、引桥(堤)、带式输送机栈桥、陆域转运站等水工土建结构的工程量，因此需要综合对比分析不同方案的优劣，选取适合本项目的方案，以下比较分析采用槽型皮带机和管带机两种水平输送方案。

方案一：槽型皮带机方案。驳船→桥式抓斗卸船机→BC1A/B槽型皮带机→陆域转运站。

方案二：管带机方案。驳船→桥式抓斗卸船机→PC1A/B管带机→陆域转运站。

4 水平运输方案比选

以下结合本工程的实际特点，综合考虑设备、水工结构、建筑、钢结构等部分的工程造价，对比分析方案一和方案二的差异。

4.1 水平运输设备选型

本码头工程共有2个泊位，每个泊位配置2台桥式抓斗卸船机，配置1条带式输送机将煤炭从码头作业平台运输至陆域转运站，输送机的额定能力为Q=2 100 t/h，根据相关规范和标准，方案一采用带宽B=1 600 mm,带速V=3.15 m/s的槽型皮带机；方案二采用管径∅=600 mm，带速V=4.5 m/s的管带机。

4.2 码头装卸平台布置对比

码头装卸平台布置如图2所示，卸船机通过抓斗将煤炭从驳船抓取至机上卸料漏斗，漏斗下方通过振动给料机将物料输送到下方的带式输送机上，带式输送机布置在卸船机两轨道中间，靠近前轨。带式输送机的布置、抓斗维修放置空间和码头车辆通道影响着卸船机的轨距设计，进而决定了码头作业平台的尺寸。

方案一采用槽型皮带机，每条皮带机的带宽为1 600 mm，码头皮带机栈桥宽度为8.5 m，考虑抓斗维修放置空间和车辆通道，卸船机轨距取为18 m，码头宽度设计为24 m。方案二采用管带机，每条管带机的管径为600 mm，在码头作业平台接料区域管带机为展开段，展开后的带宽为2 250 mm，码头皮带机栈桥宽度为9.6 m，考虑抓斗维修放置空间和车辆通道，卸船机轨距取为20 m，码头宽度设计为26 m。

4.3 引桥(堤)布置对比

引桥(堤)布置如图3所示，2条皮带机靠引桥北侧贴地并行布置，车辆通道布置在引桥南侧。引桥的宽度由电缆桥架宽度、带式输送机及其检修通道宽度、车辆通道宽度决定。方案一采用槽型皮带机，皮带机及其检修通道宽度取7.5 m，再考虑上述因素，引桥宽度取12.5 m。方案二采用管带机，管带机在引桥区域闭合成管状，管带机及检修通道宽度取4.9 m，考虑电缆桥架和车道宽度，引桥宽度取10.5 m。

图3 引桥断面图

4.4 其他

对于方案二管带机方案，在管带机的两端区域，管带机需在平面上展开，因此该部分的引桥和钢栈桥结构尺寸需局部加大，相应的陆域转运站的尺寸也需要加大。

5 方案对比分析

从设备、码头结构、引桥(堤)结构、钢栈桥结构和转运站造价，以及噪声、环保、维修难易等因素对两种方案进行对比(见表1)。

由表1可知，相较于方案一(槽型皮带机方案)，方案二(管带机方案)具有引桥段宽度窄(引桥及引堤费用节省3 236万元)、运输噪声小、环境保护好等优势；但其设备费用较槽型皮带机高(较方案一高约1 846万元)，土建栈桥费用较高，管带机方案总体估算费用高出槽型皮带机方案约579万元，同时管带机对运输物料的粒度要求较高、应对煤炭自燃特性差，维修较难。

经综合比较，并考虑当地技术工人维护水平较低，当地备件采购周期长等因素，本工程的水平运输选用方案一，即槽型皮带机方案。

表1 水平运输方案比选表

6 结语

结合工程实际，从水工、建筑、钢结构、设备的整体造价及相关当地人员环境等因素，分析了巴基斯坦某电厂码头煤炭水平运输工艺的槽型皮带机和管带机两种方案，经综合对比后决定采用槽型皮带机方案，节约了造价也更易于维护，可为类似地区的案例提供设计参考。